EP0409207A2 - Vorrichtung zum Spinnen von Kern-Mantel-Fasern - Google Patents

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EP0409207A2
EP0409207A2 EP90113781A EP90113781A EP0409207A2 EP 0409207 A2 EP0409207 A2 EP 0409207A2 EP 90113781 A EP90113781 A EP 90113781A EP 90113781 A EP90113781 A EP 90113781A EP 0409207 A2 EP0409207 A2 EP 0409207A2
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EP
European Patent Office
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channel
plate
channels
core
nozzle
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EP90113781A
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EP0409207A3 (en
EP0409207B1 (de
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Gunter Gossens
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Inventa AG fuer Forschung und Patentverwertung
Uhde Inventa Fischer AG
Original Assignee
EMS Inventa AG
Inventa AG fuer Forschung und Patentverwertung
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D4/00Spinnerette packs; Cleaning thereof
    • D01D4/06Distributing spinning solution or melt to spinning nozzles
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/28Formation of filaments, threads, or the like while mixing different spinning solutions or melts during the spinning operation; Spinnerette packs therefor
    • D01D5/30Conjugate filaments; Spinnerette packs therefor
    • D01D5/34Core-skin structure; Spinnerette packs therefor

Definitions

  • the invention relates to a device for spinning core-sheath fibers from different fiber-forming materials, with a distributor plate with channels for feeding the materials and with a spinneret plate with pre-channels and nozzle capillaries.
  • Core-sheath fibers and yarns are state of the art today. They consist of two or more fiber-forming materials, mostly of polymers of different types or similar materials with different properties, at least one of which forms the core and at least one forms the jacket. Perfect, concentric structures are aimed for, mostly for spinning technology reasons.
  • Core-sheath fibers have a variety of properties, some of which are mentioned below as examples: - high-quality, for example mechanical properties in the core material combined with a light-melting, slightly adhesive jacket, - special, eg additive-related properties in the core, eg flame resistance and load-bearing strength in the jacket, - important processing or use advantages due to opposing properties in the core and shell.
  • Devices for spinning core-sheath fibers consist of the necessary separate feed lines for the different fiber-forming materials up to each of a large number of nozzle capillaries for thread formation from a plurality of complicated individual parts, which are usually only complex to produce.
  • the polymer forming the core is formed by tubular organs which are located in the extended pre-channels of the capillary bores of the nozzle plate protrude into the material forming the jacket.
  • the device is constructed from two plates, the lower one of which represents a nozzle plate with narrow nozzle capillaries and pre-channels widened on the inlet side, while the tube above which the tubes protrude freely into the pre-channels of the nozzle plate are embedded, the arrangement pattern being chosen so that all of them
  • the tubes should be as concentric as possible in the pre-drilled holes.
  • a cavity is provided between the two plates, through which the material forming the thread jacket flows to the nozzle pre-channels.
  • the main disadvantage of the nozzle type described lies in the fact that it is not possible with simple means to position the tubes exactly concentrically over the life of a nozzle.
  • the result of this is a disruptive effect that spins core-sheath fibers with viscosity differences between the core and sheath in some of the individual fibrils, causing the emerging fibers to kink so severely that they stick to the nozzle plate and lead to production problems.
  • the cause of the kinking is due to the fact that both textile materials, each of which takes up part of the common flow cross-section, are subject to the same pressure conditions, which force them to have different flow behavior according to their different viscosities. In this way, the low-viscosity component flows faster, which at the same time reduces its flow cross-section.
  • the speeds are equalized again and the substances take up the cross-sectional proportion corresponding to their volume fraction.
  • This adjustment of the speeds is, however, delayed according to the laws of inertia, so that the low-viscosity component initially moves even faster than the higher-viscosity one after it emerges from the nozzle capillary. If both components are arranged asymmetrically or eccentrically in cross-section, this results in the curvature of the freely emerging liquid jet which is observed as kinking.
  • the location of the centers of the pre-channels of the known device is subject to the known inevitable manufacturing tolerances.
  • the actual position of the tubes in relation to the centers of the pre-channels is therefore influenced by the multi-link tolerance chain described above and is superimposed by curvatures of the tubes, which are particularly evident after long use of a spinning device.
  • curvatures are e.g. T. production-related, but arise particularly from stress during cleaning and voltage equalization after multiple heating in operation and for cleaning. If the manufacturing outlay for core-shell spinning systems should remain within economically justifiable limits, tolerances that are not too narrow can be selected. With a large number of nozzle bores, a proportion of capillaries is therefore always to be expected, in which the addition of the tolerances and curvature-related deviations leads to spinning disorders. This has been confirmed as a fact in extensive spinning tests.
  • European patent application 0 284 784 describes a nozzle package of a bicomponent spinning device in which the tubes are replaced by coherent, entire rows of lamellae passing through the nozzle pre-channels. This alleviates the problem of centricity as well as filigree and the resulting sensitivity. Nevertheless, tolerance-related dislocations occur between the core and the shell-forming elements.
  • the cylindrical shell-shaped melt feed to the central channel takes up more space than is required for a simple nozzle bore. 35
  • the separate melt feed leads to uneven sheath thickness and thus to the annoying "kneeling".
  • the invention has for its object to provide a device that the spinning of multi-component fibers from at least two different melted or dissolved polymers with different viscosity with precisely shaped fibril cross-section, in particular of concentric core-shell fibers with great accuracy with respect to the center of the core in the jacket, as well as derived, related cross-sectional structures, with an increased number of spinning capillaries per cm2 area of the spinneret under the same production conditions as are known for single-component fibers.
  • a front plate is arranged between a distributor plate and a spinneret plate, and that specially arranged channels for the jacket material and channels for the core material are formed in the front plate.
  • the invention accordingly relates to a device for spinning fibers from molten or dissolved material, preferably from synthetic polymers, in particular for fiber fibrils with cross-sectional structures which are formed from at least two polymers of different properties, which are preferably composed in precisely concentric core-shell arrangements.
  • a special embodiment of the device according to the invention essentially consists of the known basic structure of a spinning device for multicomponent fibers of the side-side type, as described for example in CH-PS 401 346, consisting of a spinneret plate and a distributor plate, between which, according to the invention, a thin one Front plate is arranged.
  • the various polymers forming the thread are guided in initially separate channels until they enter the extended preliminary channels of the nozzle openings, the core / shell structure being preformed.
  • the pre-channels preferably have circular cross-sections which are flared on the inlet side, and the polymers from the previously separated feed channels unite within the pre-channels, the core-shell structure being preformed so that the two laminar-flowing polymers together, in core-shell shaped cross-sectional arrangement flow through the enlarged pre-channels compared to the nozzle openings and finally exit together through narrowing the cross-section through the nozzle openings without mixing, so that the preformed structure is retained.
  • the nozzle openings can have a circular or any cross-section.
  • the core can also be hollow.
  • the convertibility of a known device for spinning fibers of the side-to-side type to a device for spinning fibers of the core-sheath type and vice versa is given by installing or removing the front plate.
  • An annular channel, which forms the fribril shell, and a central channel, which lies within the latter and which forms the core, are formed in the front plate.
  • the annular channel is preferably produced by means of a rotating tool, it being irrelevant whether it is a cutting tool or an erosion electrode or alternately both. It is thereby achieved that the width of the ring channel has the absolute constancy which is decisive for the desired concentricity of the core and shell structure over its entire circumference.
  • the ring channel and the central channel are with the top and the polymer guide channels opening there through further feed channels incorporated into the front plate connected.
  • These can have the shape of bores or grooves, for example, the grooves extending over entire rows or circles of channel systems, wherein they cut each ring channel at two points along its circumference.
  • the entire channel system does not require a larger space and in particular the ring channel for preforming the jacket has a smaller outside diameter than the extended pre-channel in the nozzle plate, at least at the transition to the spinneret plate. In this way, significantly higher capillary densities per m2 of nozzle area can be achieved compared to the prior art.
  • the ring width of the ring channel is the same over its entire circumference, which can be achieved by using rotating tools.
  • the device according to the invention achieve production performances such as for one-component fibers.
  • production performances such as for one-component fibers.
  • an industrially tested version with far more than 2000 nozzle capilla achieve throughputs of over 2 kg per minute with excellent quality.
  • the device according to the invention an arrangement density of spinning capillaries that is the same as that in nozzle plates for spun threads from only one component, which is determined only by the minimally required prechannel diameter and the minimum division that cannot be undershot for reasons of strength, is possible.
  • the ring channels according to the invention and the connecting channels generally do not take up any space that extends beyond the periphery of the expanded preliminary channels.
  • the device according to the invention can therefore be easily integrated into spin packs of known devices and in any case achieves considerably greater capillary densities, preferably more than 10 per cm 2 of nozzle area, than devices according to US Pat. No. 4,052,146.
  • FIG. 1 shows a section through a device 10 for spinning core-sheath fibers made of different fiber-forming materials, a front plate 16 being arranged between a spinneret plate 12 and a distributor plate 14.
  • a plurality of nozzle capillaries 18 are formed in the spinneret plate 12, only one of which is shown in FIG. 1.
  • Each of the capillaries 18 has a preliminary channel 20, the clear width of which is a multiple of the clear width of the nozzle capillaries 18.
  • the upper end 22 of the preliminary channel 20 is flared.
  • guide channels 24, 26 are formed for two different fiber-forming materials. The material for the jacket is fed through the guide channel 24 and the material for the core is fed through the guide channel 26.
  • corresponding channels are formed in the front plate for guiding and shaping the materials for the jacket and the core.
  • An annular channel 28 for the jacket material is connected via a groove as the feed channel 30 to the guide channel 24 in the distributor plate 14.
  • a central channel 32 is formed approximately concentrically to the ring channel 28 and is connected to the guide channel 26 in the distributor plate 14 via a supply channel 34.
  • the outside diameter of the ring channel 28 is somewhat smaller than the entry width 22 of the pre-channel 20 in the nozzle plate 12. As a result, tolerances-related displacements Z can be accepted. It is possible to design nozzle plates with an increased density of nozzle capillaries per unit area, since no larger space is required to feed the materials for the jacket and the core in the front plate than for the conically expanded preliminary channel in the nozzle plate.
  • FIG. 2 essentially corresponds to the embodiment shown in FIG. 1, with the difference that in a front plate 40 between the nozzle plate 12 and the distributor plate 14, the material for the jacket guided through the guide channel 24 via at least two feed channels 42 Ring channel 44 is fed. The material for the core is again fed from the guide channel 26 via a feed channel 46.
  • the elements of the device i.e. the distributor plate 14, the front plate 40 and the nozzle plate 12 exactly drawn to each other. In practice, a certain tolerance-related offset Z according to FIG. 1 is always to be expected.
  • FIG. 3 shows a section through a fiber 52 which was spun with the aid of the device according to FIG. 1 or 2.
  • a core 56 is received in a ring 54, which is to be regarded as a jacket. Ring 54 and core 56 are arranged concentrically to one another.
  • distributor plate 14 and nozzle plate 12 are designed like the corresponding elements of the device according to FIGS. 1 and 2.
  • a front plate 60 arranged between the distributor plate 14 and the nozzle plate 12 is formed with an annular channel 62 which extends over at least a feed channel 64 is connected to the guide channel 24 in the distributor plate 14 (cf. FIG. 2).
  • a central channel 66 is formed in the front plate concentrically with the ring channel 62 and extends through the entire front plate 60. This central channel 66 is thus connected both to the guide channel 24 and to the guide channel 26 in the distributor plate 14.
  • the core-cladding fiber 70 produced with the device according to FIG. 4 and shown in cross section in FIG. 5 has a cladding 72 which consists of a semicircle 74 and an annular arc 76 connected to it. Enclosed by the annular arch 76 is the core 78, which is semicircular in cross section.
  • FIG. 6 shows a device 80 for spinning core-sheath fibers from three different fiber-forming materials, consisting of a nozzle plate 12, which is designed like the nozzle plates according to FIGS. 1, 2 and 4, a distributor plate 82 and a front plate 84 Three guide channels 86, 88 and 90 are formed in the distributor plate 82, the guide channels 86 and 90 being provided for guiding material for the jacket and the guide channel 88 for guiding the material for the core.
  • An annular channel 92 is formed in the front plate 84, which is connected to the guide channel 86 via a groove as the feed channel 94 and to the guide channel 90 in the distributor plate 82 via a groove as the feed channel 96.
  • a central channel 98 is formed concentrically with the annular channel 92 in the front plate 84 and is connected to the guide channel 88 in the distributor plate 82 via a stepped feed channel 100.
  • the fiber spun with the device 80 according to FIG. 6 is shown in cross section in FIG. 7.
  • the fiber 102 consists of a jacket 104, which is composed of two semicircular arches 106 and 108, which can be made of different materials.
  • a core 110 is enclosed in the interconnected ring halves 106 and 108.
  • the material of the ring bow 106 is fed into the nozzle plate 12 via the guide channel 86, the groove as the feed channel 94 and the ring channel 92 and the material for the ring bow 108 of the fiber 102 via the guide channel 90, the groove as the feed channel 96 and the ring channel 92, to exit the nozzle capillaries 18 from the nozzle capillaries 18, including the material for the core 110 fed through the guide channel 88, the feed channel 100 and the central channel 98.
  • FIG. 8 shows a device 120 for spinning core-sheath fibers from three different fiber-forming materials, consisting of a nozzle plate 12, in which pre-channels 20 and nozzle capillary 18 are formed, from a distributor plate 124 and a front plate 122.
  • the distributor plate 124 corresponds 6 and there are two guide channels 126 and 128 for guiding the material for the core and one guide channel 130 for the material for the sheath of a core-sheath fiber.
  • an annular channel 132 is formed, which is connected to the Guide channel 130 in the distributor plate 124 is connected.
  • a central channel 136 is formed concentrically with the ring channel 132 and communicates with the guide channels 126 and 128 in the distributor plate 124 via inclined supply channels 138 and 140.
  • the fiber 142 spun with the device 120 is shown in cross section in FIG. 9.
  • the fiber 142 consists of a jacket 144 which is circular in cross section and in which a core composed of two halves 146 and 148 which are semicircular in cross section is accommodated.
  • the material of the core halves 146 and 148 has different properties, i.e. different core polymers can be spun with the material of the shell.
  • FIG. 10 shows a section of a front plate 150 in which an annular channel 152 and an approximately concentrically arranged central channel 154 are formed.
  • the ring channel 152 is connected to the surface of the front plate 150, which in the installed state rests against a distributor plate, via a groove as the feed channel 156.
  • a supply channel 158 is formed for the approximately concentric central channel 154.
  • the ring channel 152 is produced using a rotating tool 160, so that a ring channel with a constant width can be produced.
  • the rotating tool can be cutting or an erosion electrode.
  • FIG. 11 to 14 show views of the undersides of various front plates.
  • FIG. 11 shows a front plate 170 analogous to FIG. 6 with an annular channel 172, from which the grooves of the feed channels 174 and 176 as well as the central channel 178 and its feed channel 180 are visible from the surface which is in contact with the distributor plate when the front plate is installed .
  • FIG. 12 shows the underside of a front plate 190 (from FIG. 2) with an annular channel 192, which is connected to guide channels of a distributor plate via feed channels 194 and 196 which are circular in cross section.
  • a central channel 198 for the core material, which is guided through the front plate 190, is arranged approximately concentrically to the ring channel 192.
  • FIG. 13 shows the underside of a front plate 200 (analogous to FIG. 1), in which a groove as feed channel 204 is guided to an annular channel 202, through which the jacket material is guided from the distributor plate into the annular channel 202.
  • a central channel 206 for the core material is formed concentrically to the ring channel 202 and is connected to a guide channel in the distributor plate via a feed channel 208 which is circular in cross section.
  • FIG. 14 shows the underside of a front plate 210 (analogous to FIG. 8) with an annular channel 212, which is connected via a groove as the supply channel 214 to one or two separate guide channels in a distributor plate for supplying the material for the jacket.
  • a central channel 216 is formed approximately concentrically to the ring channel 212 and communicates with corresponding guide channels in a distributor plate via two supply channels 218, 220 in order to supply materials for the core of a fiber.
  • the front plates are fixed to the distributor plates and the spinneret plates using dowel pins. Neither the front plate nor the distributor and spinneret plates have any toothing, so that the production and arrangement of the plates can be carried out simply and economically.

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Abstract

Bei der Vorrichtung zum Spinnen von Kern-Mantel-Fasern aus verschiedenen faserbildenden Materialien ist zwischen einer Verteilerplatte (14) und einer Spinndüsenplatte(12) eine Vorplatte (16) angeordnet. In der Spinndüsenplatte (12) sind Düsenkapillaren (18) mit Vorkanälen (20) ausgebildet. Die Materialien für den Mantel und den Kern einer Faser werden der Spinndüsenplatte über einen Ringkanal (28) und einem dazu etwa konzentrischen Zufuhrkanal (32) zugeführt, die in der Vorplatte (16) ausgebildet sind. Der Ringkanal (28) steht über mindestens einen Zufuhrkanal (30) mit mindestens einem Führungskanal (24) und der Zentralkanal (32) für das Kernmaterial über mindestens einen Zufuhrkanal (34) mit mindestens einem Führungskanal (26) in der Verteilerplatte (14) in Verbindung. Durch die Anordnung einer Vorplatte mit darin ausgebildeten Kanälen für das Kern- und das Mantelmaterial der Fasern können zum einen qualitativ hochwertige Fasern mit exakten Geometrien hergestellt werden, zum anderen kann die Zahl der Düsenkapillaren pro Flächeneinheit auf mehr als 10 pro cm² vergrössert werden, da eine kompakte Ausbildung der Kanäle in der Vorplatte (16) möglich ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Spinnen von Kern-Mantel-Fasern aus verschiedenen faserbildenden Materialien, mit einer Verteilerplatte mit Kanälen zum Zuführen der Materialien und mit einer Spinndüsenplatte mit Vorkanälen und Düsenkapillaren.
  • Kern-Mantel-Fasern und -Garne gehören heute zum Stand der Technik. Sie bestehen aus zwei oder mehreren faserbildenden Materialien, zumeist aus Polymeren verschiedener Art oder gleichartigen Materialien verschiedener Eigenschaften, von denen mindestens eines den Kern und mindestens eines den Mantel bildet. Dabei werden, zumeist aus spinn-techno­logischen Gründen, einwandfreie konzentrische Strukturen angestrebt.
  • Kern-Mantel-Fasern weisen vielfältige Eigenschaften auf, von denen nachfolgend einige beispielhaft genannt sind:
    - hochwertige z.B. mechanische Eigenschaften im Kernmaterial kombiniert mit leichtschmelzendem, leicht verklebendem Mantel,
    - spezielle, z.B. additivbedingte Eigenschaften im Kern, z.B. Flammresistenz und tragende Festigkeit im Mantel,
    - wichtige Verarbeitungs- oder Gebrauchsvorteile durch gegensätzliche Eigenschaften in Kern und Mantel.
  • Vorrichtungen zum Spinnen von Kern-Mantel-Fasern bestehen wegen der notwendigen getrennten Zuleitungen der unterschiedlichen faserbildenden Materialien bis zu jeder einzelnen einer Vielzahl von Düsenkapillaren zur Fadenbildung aus mehreren meist nur aufwendig herzustellenden, komplizierten Einzelteilen.
  • Nach einem bekannten Prinzip (Firma Heraeus) wird das den Kern bildende Polymere durch röhrchenförmige Organe, die in die erweiterten Vorkanäle der Kapillarbohrungen der Düsenplatte hineinragen, in das den Mantel bildende Material eingebracht. Dazu ist die Vorrichtung aus zwei Platten aufgebaut, deren untere eine Düsenplatte mit engen Düsenkapillaren und eintrittseitig erweiterten Vorkanälen darstellt, während in die darüberliegende Platte die Röhrchen eingelassen sind, die in die Vorkanäle der Düsenplatte freistehend hineinragen, wobei das Anordnungsmuster so gewählt ist, dass alle Röhrchen möglichst konzentrisch in den Düsenvorbohrungen liegen. Zwischen den beiden Platten wird ein Hohlraum vorgesehen, durch den das den Fadenmantel bildende Material den Düsenvorkanälen zufliesst.
  • Massgebliche Nachteile dieser Vorrichtung sind, dass nicht mehr als 4 Kapillaren pro cm² Düsenfläche angebracht werden können, weiterhin besonders die Verletzlichkeit der extrem feinen Röhrchen bei Reinigung und Ein- und Ausbau sowie die Schwierigkeit, speziell die Röhrchen vor der Wiederverwendung zu säubern.
  • Der Hauptnachteil des beschriebenen Düsentyps liegt in der Tatsache, dass es mit einfachen Mitteln nicht gelingt, die Röhrchen über die Lebensdauer einer Düse genau konzentrisch zu positionieren. Daraus resultiert als folgenreicher Stör­effekt, dass beim Erspinnen von Kern-Mantel-Fasern mit Viskositätsdifferenzen zwischen Kern und Mantel bei einem Teil der Einzelfibrillen ein so starkes Abknicken (kneeling) der austretenden Fasern auftritt, dass diese an der Düsen­platte ankleben und zu Produktionsstörungen führen. Die Ursache des Abknickens ist darauf zurückzuführen, dass beide Spinnstoffe, die je einen Teil des gemeinsamen Strömungsquerschnittes einnehmen, den gleichen Druckverhältnissen unterliegen, die sie entsprechend ihrer unterschiedlichen Viskositäten zu unterschiedlichem Fliessverhalten zwingen. So fliesst die niedrigviskose Komponente schneller, wodurch sie gleichzeitig ihren Strömungsquerschnitt verringert.
  • Nach Austritt aus der Kapillarenöffnung gleichen sich die Geschwindigkeiten einander wieder an und die Stoffe nehmen den ihrem Volumenanteil entsprechenden Querschnittsanteil ein. Dieses Angleichen der Geschwindigkeiten geschieht aber nach den Gesetzen der Trägheit verzögert, so dass sich die niedrigviskose Komponente auch nach ihrem Austritt aus der Düsenkapillare zunächst noch schneller bewegt, als die höherviskose. Sind beide Komponenten im Querschnitt asymmetrisch bzw. exzentrisch angeordnet, so kommt es zu der als Abknicken beobachteten Krümmung des frei austretenden Flüssigkeitsstrahles.
  • Die Lage der Zentren der Vorkanäle der bekannten Vorrichtung unterliegt den bekannten unvermeidbaren Fertigungstoleranzen. Dasselbe gilt für die Lage von Passbohrungen für Zentrier­stifte und die Passbohrungen zur Aufnahme der Röhrchen in der oberen Platte. Die wirkliche Lage der Röhrchen in Bezug auf die Zentren der Vorkanäle wird daher durch die oben beschriebene mehrgliedrige Toleranzenkette beeinflusst und überlagert durch Krümmungen der Röhrchen, die sich besonders nach längerem Gebrauch einer Spinnvorrichtung einstellen. Diese Krümmungen sind z. T. fertigungsbedingt, entstehen aber besonders durch Beanspruchung beim Reinigen und Spannungsausgleich nach mehrfacher Erwärmung im Betrieb und zur Reinigung. Soll der Fertigungsaufwand für Kern-Mantel-Spinnsysteme innerhalb wirtschaftlich vertretbarer Grenzen bleiben, so können nicht allzu enge Toleranzen gewählt werden. Bei einer Vielzahl von Düsenbohrungen wird daher immer mit einem Anteil von Kapillaren zu rechnen sein, bei denen die Addition der toleranz - und krümmungsbedingten Abweichungen zu Spinnstörungen führt. Dies wurde in ausgedehnten Spinnversu­chen als Tatsache erhärtet.
  • Bekannt ist auch eine Lösung, die darin besteht, die Röhr­chen in der Nähe ihrer Mündungen durch geeignete, beispielsweise sternförmige Elemente in den Vorkanälen zentrisch zu führen. Diese Massnahme steht aber ebenfalls dem Ziel der Erhöhung der Kapillardichte entgegen, bringt zusätzlich erhebliche Mehrkosten und erschwert das Handling bei Reinigung und Montage.
  • In der US-Patentschrift Nr. 4 052 146 ist eine zwangsläufig aus 4 Bauteilen bestehende Vorrichtung (die sogenannte Dosierscheibe begrenzt zugleich den oberen Ringkanal,) zum Spinnen von Kern-Mantelfäden beschrieben, die nicht auf dem Röhrchenprinzip beruht und mit der das Ziel, mehr Düsenkapillaren unterzubringen, verfolgt wird. Mit dieser bekannten Vorrichtung wird eine Erhöhung der Dichte der Düsenkapillaren auf knapp 3 (2,93) pro cm² erreicht. Wegen der flachen Gestalt der um die Verlängerung der Düsen-­Vorkanäle nach oben angeordneten, den Fibrillenmantel formenden Ringkanäle, sind deren extrem grosse Aussendurch­messer auch dann für die erreichbare Kapillarendichte massgebend, wenn sie in der Höhe versetzt und sich gegensei­tig überlappend angeordnet werden. Die Figuren lassen erkennen, dass einerseits pro Kapillare eine Vielzahl (etwa 9) der erfindungsgemässen Zufuhrsysteme Platz finden würden, andererseits nur 2 Ringkanäle pro Düsenkapillare in eine Platte eingearbeitet werden können.
  • In der Europäischen Patentanmeldung 0 284 784 ist ein Düsen­paket einer Bikomponenten-Spinnvorrichtung beschrieben, bei der die Röhrchen durch zusammenhängende, ganze Reihen von die Düsen-Vorkanäle durchquerende Lamellen ersetzt sind. Hierdurch wird sowohl das Problem der Zentrizität wie auch der Filigranität und der daraus folgenden Empfindlichkeit entschärft. Dennoch treten toleranzbedingte Versetzungen zwischen den kern- und den mantelbildenden Elementen auf. Auch hier ist die zylinderschalenförmige seitliche Schmelzezuführung zum zentralen Kanal von grösserem Platzbe­darf, als für eine einfache Düsenbohrung benötigt wird. 35 Ausserdem besteht die Gefahr, dass die getrennte Schmelzezuführung zu ungleicher Manteldicke und damit zum störenden "kneeling" führt.
  • Ein weiterer grosser Nachteil aller bekannten Vorrichtungen ist die aufwendige Herstellung der hochpräzisen Bauteile.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die das Spinnen von Mehrkomponentenfasern aus mindestens zwei unterschiedlichen geschmolzenen oder ge­lösten Polymeren mit unterschiedlicher Viskosität mit exakt geformten Fibrillenquerschnitt, insbesondere von konzentrischen Kern-Mantel-Fasern grosser Genauigkeit in Bezug auf die Mittigkeit des Kernes im Mantel, sowie hieraus abgeleiteter, verwandter Querschnittskonstruktionen, mit einer erhöhten Anzahl von Spinnkapillaren pro cm² Fläche der Spinndüse unter den gleichen Produktionsbedingungen, wie sie für Einkomponentenfasern bekannt sind, ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung zum Spinnen gemäss Anspruch 1 gelöst. Sie wird insbesondere dadurch gelöst, dass zwischen einer Verteilerplatte und einer Spinndüsen­platte eine Vorplatte angeordnet ist, und dass in der Vorplatte speziell angeordnete Kanäle für das Mantelmaterial und Kanäle für das Kernmaterial ausgebildet sind.
  • Die Erfindung betrifft demnach eine Vorrichtung zum Spinnen von Fasern aus geschmolzenem oder gelöstem Material, vorzugsweise aus synthetischen Polymeren, insbesondere für Faserfibrillen mit Querschnittsstrukturen, die aus mindestens zwei Polymeren unterschiedlicher Eigenschaften gebildet werden, welche vorzugsweise in präzis konzentrischen Kern-Mantel-Anordnungen zusammengesetzt sind.
  • Eine besondere Ausführung der erfindungsgemässen Vorrichtung besteht im wesentlichen aus dem bekannten Grundaufbau einer Spinnvorrichtung für Mehrkomponentenfasern des Seite-Seite-­Typs, wie sie z.B. in der CH-PS 401 346 beschrieben wird, bestehend aus einer Spinndüsenplatte und einer Verteiler­platte, zwischen denen erfindungsgemäss eine dünne Vorplatte angeordnet ist.
  • In der erfindungsgemässen beidseits ebenen Vorplatte werden die verschiedenen, den Faden bildenden Polymere in zunächst getrennten Kanälen bis zum Eintritt in die erweiterten Vorkanäle der Düsenöffnungen geführt, wobei die Kern-­Mantel-Struktur vorgeformt wird. Die Vorkanäle weisen bevorzugt kreisrunde, eintrittseitig konisch erweiterte Querschnitte auf, und die Polymeren aus den vorher ge­trennten Zuführkanäle vereinigen sich innerhalb der Vor­kanäle, wobei die Kern-Mantel-Struktur vorgeformt wird, so dass die beiden laminar strömenden Polymeren gemeinsam, in kern-mantel-förmiger Querschnittsanordnung durch die im Vergleich zu den Düsenöffnungen erweiterten Vorkanäle strömen und schliesslich gemeinsam unter Querschittseinengung durch die Düsenöffnungen austreten, ohne sich zu vermischen, so dass die vorgeformte Struktur erhalten bleibt. Dabei können die Düsenöffnungen einen kreisrunden oder beliebig profilierten Querschnitt aufweisen. Der Kern kann zusätzlich hohl gestaltet sein.
  • Die Umrüstbarkeit einer bekannten Vorrichtung zum Spinnen von Fasern des Seite-Seite-Typs zu einer Vorrichtung zum Spinnen von Fasern des Kern-Mantel-Typs und umgekehrt ist gegeben durch Einbau bzw. Entfernen der Vorplatte. In der Vorplatte sind je ein ringförmiger Kanal, der den Fribrillenmantel formt, sowie ein innerhalb des letzteren liegender zentraler Kanal, der den Kern formt, ausgebildet. Der ringförmige Kanal wird vorzugsweise mittels eines rotierenden Werkzeuges hergestellt, wobei es gleichgültig ist, ob es sich dabei um ein spanabhebendes Werkzeug oder um eine Erosionselektrode handelt oder wechselweise beides. Dadurch wird erreicht, dass die Breite des Ringkanals auf dessen gesamten Umfang die für die angestrebte Konzentrizität der Kern- und Mantelstruktur entscheidende absolute Konstanz aufweist.
  • Der Ringkanal und der Zentralkanal sind mit der Oberseite und den dort mündenden Polymer- Führungskanälen durch weitere, in die Vorplatte eingearbeitete Zufuhrkanäle verbunden. Diese können beispielsweise die Gestalt von Bohrungen oder Nuten besitzen, wobei die Nuten über ganze Reihen oder Kreise von Kanalsystemen hinwegführen, wobei sie jeden Ringkanal an zwei Stellen an dessen Umfang anschneiden.
  • Es ist ein erfindungswesentliches Merkmal, dass das gesamte Kanalsystem keinen grösseren Platzbedarf und speziell der Ringkanal zum Vorformen des Mantels zumindest beim Übergang zur Spinndüsenplatte einen kleineren Aussendurchmesser hat, als der erweiterte Vorkanal in der Düsenplatte. Damit lassen sich gegenüber dem Stand der Technik wesentlich höhere Kapillardichten pro m² Düsenfläche erreichen.
  • Wichtig und erfindungswesentlich ist, dass die Ringbreite des Ringkanals auf dessen gesamten Umfang gleich ist, was durch Anwendung rotierender Werkzeuge realisierbar ist.
  • Überraschenderweise zeigte sich, dass sich infolge des gleichmässig austretenden vorgeformten Rings des Mantelmaterials auch bei toleranzbedingten Abweichungen der Zentrierung der Kanäle in der Vorplatte zur erweiterten Öffnung des Vorkanals der Düsenplatte exakt konzentrische Querschnitte erreichen lassen.
  • Es ist ein zusätzlicher Vorteil der erfindungsgemässen Vorrichtung, dass infolge der exakten Querschnittsformen der austretenden Fäden auch stark unterschiedliche Viskositäten nicht zu dem gefürchteten "kneeling" der noch nicht erstarr­ten Spinnfäden führen, das in der Faserproduktion Störungen, Ausfälle und Qualitätsverminderungen verursacht.
  • Schliesslich ist es mit der erfindungsgemässen Vorrichtung möglich, Produktionsleistungen wie für Einkomponenten-Fasern zu erreichen. So lassen sich z.B. mit einer industriell erprobten Ausführung mit weit mehr als 2000 Düsenkapilla­ ren Durchsätze von über 2 kg pro Minute bei ausgezeichneter Qualität erreichen.
  • Es ist aber auch möglich, mit der erfindungsgemässen Vorrichtung Garne, d.h. endlose Fäden, an die in der Regel ganz besonders hohe Anforderungen an gleichbleibender Qualität und Präzision gestellt werden, unter Verwendung bekannter Düsenplatten herzustellen.
  • In ausgedehnten Vergleichs-Spinnversuchen mit Spinnvor­richtungen des oben als Stand der Technik beschriebenen "Röhrchentyps" und mehreren Ausführungen des Erfindungsgegenstandes konnte für letztere festgestellt werden,
    -dass die Zentriergenauigkeit von rotationssymmetri­schen Kern-Mantel-Fäden ausschliesslich von der Konstanz der Breite des Ringkanales abhängt. So blieb die Zentrierung von Verschiebungen der Achsen des Ringkanales und des Vorkanales unbeeinflusst, so lange diese nicht so gross waren, dass Bereiche des Ringkanales durch die Düsenplatte abgedeckt wurden. Es ist daher erfindungswesentlich, den Aussendurch­messer des Ringkanales wenigstens am Übergang zur Spinndüsenplatte etwas kleiner zu ,wählen als den konischen Eintrittsdurchmesser in den Vorkanal, um so die unvermeidlichen Fertigungstoleranzen zu berücksichtigen.
    - dass eine Exzentrizität des Zentralkanales innerhalb des Ringkanales die Zentrizität des Fibrillenquer­schnittes nicht beeinflusst, solange sich die Kanal­wände nicht überschneiden.
    - dass die Art und Position der Einmündung der Kanäle in weiten Grenzen die Zentrizität des Fibrillenquerschnittes nicht beeinflusst.
  • Im Gegensatz zu den Resultaten mit der erfindungsgemässen Vorrichtung konnten mit den bekannten Vorrichtungen des Röhrchentyps keine befriedigenden exaktkonzentrischen Faserquerschnitte erzielt werden. Detaillierte Untersuchun­gen ergaben, dass die unvermeidlichen Exzentrizitäten zwischen der Wand des vorkanales und den Röhrchen sich im Fibrillenquerschnitt als entsprechende Exzentrizität genau abbilden. Ein Vergleich des Spaltes zwischen der Wand des Vorkanales und den Röhrchen mit dem Ringkanal der erfindungsgemässen Vorrichtung zeigt, dass die über den Umfang unvermeidlicherweise ungleich verteilte Spaltbreite der massgebliche Unterschied zu dem mit einem rotierenden Werkzeug in einem Arbeitsgang hergestellten Ringkanal ist.
  • Es ist ersichtlich, dass für die erfindungsgemässe Vorrich­tung eine gleich grosse Anordnungsdichte von Spinnkapillaren wie in Düsenplatten für Spinnfäden aus nur einer Komponente, die nur durch den minimal erforderlichen Vorkanaldurchmesser und die aus Festigkeitsgründen nicht unterschreitbare Minimalteilung bestimmt wird, möglich ist. Die erfindungsgemässen Ringkanäle sowie die Verbindungskanäle beanspruchen grundsätzlich keinen Platz, der über die Peripherie der erweiterten Vorkanäle hinausreicht. Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann deshalb ohne weiteres in Spinnpakete bekannter Vorrichtungen integriert werden und erreicht in Jedem Fall erheblich grössere Kapillarendichten, bevorzugt mehr als 10 pro cm² Düsenfläche, als Vorrichtungen nach der US-PS 4 052 146.
  • Ersichtlich wird weiterhin die Eignung der erfindungsgemässen Vorrichtung zum industriellen Erspinnen von Mehrkomponentenfasern sowohl durch ihren robusten Aufbau, der den Betriebsbeanspruchungen mit dem erforderlichen Handling zu Montage, Demontage, Reinigung gewachsen ist, als auch durch Vermeiden von empfindlichen Kleinteilen, wie Röhrchen etc. und durch kompakte Bauteile, in die alle zur Formung der Fibrillenquerschnitte erforderlichen Konturen eingearbeitet sind, so dass keine Feinkonturen hinausragen. Alle Teile sind eben und flach aufeinandergeschichtet und benötigen keine Verzahnungen untereinander. Die Teile werden nur durch leicht montier- und demontierbare Passbolzen zueinander positioniert. Schliesslich wird ersichtlich, dass durch das Zwischenlegen der erf indungsgemässen Vorplatte bei Verwendung entsprechend geformten Düsenkapillaren das Spinnen von Mehrkomponentenfasern selbst mit unterschiedli ­chen Querschnittsformen - z.B. Rund- oder Profilfasern - und unterschiedlichen Polymeren im Fibrillenquerschnitt mbglich ist, während mit dem Grundaufbau der Vorrichtung, d.h. mit Verteiler- und Spinnplatte ohne die erfindungsgemässe Vorplatte, Seite-Seite-Fasern gesponnen werden können. Das Umrüsten erfolgt somit durch Einbau oder Weglassen der erfindungsgemässen Vorplatte.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigt:
    • Fig. 1 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zum Spinnen von Kern-Mantel-Fasern,
    • Fig. 2-9 Schnitte durch abgewandelte Ausführungsformen von Vorrichtungen zum Spinnen von Kern-Mantel-Fasern mit dem zugehörigen Querschnitt der jeweils gesponnenen Faser,
    • Fig. 10 einen Schnitt durch eine Vorplatte und ein zur Herstellung eines Ringkanals verwendetes Werkzeug, und
    • Fi. 11-14 Draufsichten auf verschiedene Ausführungsformen von Vorplatten.
  • Die nachfolgende Begriffstabelle erleichtert den Vergleich zwischen den verschiedenen Ausführungsformen der Figuren.
  • BEGRIFFSTABELLE
  • Spinndüsenplatte (12)
    Düsenkapillare (18)
    Vorkanal (20)
    Verteilerplatte (14, 82, 124)
    Führungskanal (24, 26, 86, 88, 90, 126, 128, 130)
    Vorplatte (16, 40, 60, 84, 122, 150, 170, 190, 200, 210)
    Zentralkanal (32, 48, 66, 98, 136, 154, 178, 180, 198, 206, 216)
    Ringkanal (28, 44, 62, 92, 132, 152, 172, 192, 202, 212)
    Zufuhrkanal (30, 34, 42, 46, 64, 94, 96, 100, 134, 138, 140, 156, 158, 174, 176, 194, 196, 204, 208, 214, 218, 220)
  • Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine Vorrichtung 10 zum Spinnen von Kern-Mantel-Fasern aus verschiedenen faserbildenden Materialien, wobei zwischen einer Spinndüsenplatte 12 und einer Verteilerplatte 14 eine Vorplatte 16 angeordnet ist. In der Spinndüsenplatte 12 ist eine Vielzahl von Düsenkapillaren 18 ausgebildet, von denen in Fig. 1 nur eine gezeigt ist. Jede der Kapillaren 18 weist einen Vorkanal 20 auf, dessen lichte Weite ein Vielfaches der lichten Weite der Düsenkapillaren 18 ist. Das obere Ende 22 des Vorkanals 20 ist konisch erweitert.
  • An der Unterseite der Verteilerplatte 14 sind Führungskanäle 24, 26 für zwei verschiedene faserbildende Materialien ausgebildet. Durch den Führungskanal 24 wird das Material für den Mantel und durch den Führungskanal 26 das Material für den Kern zugeführt.
  • Zur Leitung und Formung der Materialien für den Mantel und den Kern sind in der Vorplatte 16 entsprechende Kanäle ausgebildet. Ein Ringkanal 28 für das Mantelmaterial steht über eine Nut als Zufuhrkanal 30 mit dem Führungskanal 24 in der Verteilerplatte 14 in Verbindung. Etwa konzentrisch zu dem Ringkanal 28 ist ein Zentralkanal 32 ausgebildet, der über einen Zufuhrkanal 34 mit dem Führungskanal 26 in der Verteilerplatte 14 in Verbindung steht. Der Aussendurchmesser des Ringkanals 28 ist etwas kleiner als die Eintrittsweite 22 des Vorkanals 20 in der Düsenplatte 12. Dadurch können toleranzbedingte Verschiebungen Z in Kauf genommen werden.
    Es ist möglich, Düsenplatten mit einer erhöhten Dichte an Düsenkapillaren pro Flächeneinheit auszubilden, da zur Zuführung der Materialien für den Mantel und den Kern in der Vorplatte kein grösserer Platzbedarf erforderlich ist als für den konisch erweiterten Vorkanal in der Düsenplatte.
  • Die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform entspricht im wesentlichen der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform mit dem Unterschied, dass in einer Vorplatte 40 zwischen der Düsenplatte 12 und der Verteilerplatte 14 das durch den Führungskanal 24 geführte Material für den Mantel über mindestens zwei Zufuhrkanäle 42 einem Ringkanal 44 zugeleitet wird. Die Zuführung des Materials für den Kern vom Führungskanal 26 erfolgt wiederum über einen Zufuhrkanal 46. Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform sind die Elemente der Vorrichtung, d.h. die Verteilerplatte 14, die Vorplatte 40 und die Düsenplatte 12 exakt zueinander gezeichnet. In der Praxis ist immer mit einem gewissen toleranzbedingten Versatz Z gemäss Fig. 1 zu rechnen.
  • Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch eine Faser 52, die mit Hilfe der Vorrichtung nach Fig. 1 oder 2 gesponnen wurde.
  • In einem Ring 54, der als Mantel anzusehen ist, ist ein Kern 56 aufgenommen. Ring 54 und Kern 56 sind konzentrisch zueinander angeordnet.
  • Bei der in Fig. 4 gezeigten Vorrichtung sind Verteilerplatte 14 und Düsenplatte 12 ausgebildet wie die entsprechenden Elemente der Vorrichtung nach Fig. 1 und 2. Eine zwischen der Verteilerplatte 14 und der Düsenplatte 12 angeordnete Vorplatte 60 ist mit einem Ringkanal 62 ausgebildet, der über mindestens einen Zufuhrkanal 64 mit dem Führungskanal 24 in der Verteilerplatte 14 in Verbindung steht (vgl. Fig. 2). Konzentrisch zu dem Ringkanal 62 ist ein Zentral­kanal 66 in der Vorplatte ausgebildet, der sich durch die gesamte Vorplatte 60 hindurch erstreckt. Somit steht dieser Zentralkanal 66 sowohl mit dem Führungskanal 24 als auch mit dem Führungskanal 26 in der Verteilerplatte 14 in Verbindung.
  • Die mit der Vorrichtung nach Fig. 4 hergestellte und in Fig. 5 im Querschnitt gezeigte Kern-Mantel-Faser 70 weist einen Mantel 72 auf, der aus einem Halbkreis 74 und einem damit verbundenen Ringbogen 76 besteht. Von dem Ringbogen 76 eingeschlossen ist der Kern 78, der im Querschnitt halbkreisförmig ausgebildet ist.
  • Fig. 6 zeigt eine Vorrichtung 80 zum Spinnen von Kern-Mantel-Fasern aus drei verschiedenen faserbildenden Materialien, bestehend aus einer Düsenplatte 12, die wie die Düsenplatten nach den Fig. 1, 2 und 4 ausgebildet ist, aus Verteilerplatte 82 und einer Vorplatte 84. In der Verteilerplatte 82 sind drei Führungskanäle 86, 88 und 90 ausgebildet, wobei die Führungskanäle 86 und 90 zum Führen von Material für den Mantel und der Führungskanal 88 für die Führung des Materials für den Kern vorgesehen sind.
  • In der Vorplatte 84 ist ein Ringkanal 92 ausgebildet, der über eine Nut als Zufuhrkanal 94 mit dem Führungskanal 86 und über eine Nut als Zufuhrkanal 96 mit dem Führungskanal 90 in der Verteilerplatte 82 in Verbindung steht. Konzentrisch zu dem Ringkanal 92 ist ein Zentralkanal 98 in der Vorplatte 84 ausgebildet, der über einen abgestuften Zufuhrkanal 100 mit dem Führungskanal 88 in der Verteilerplatte 82 in Verbindung steht.
  • Die mit der Vorrichtung 80 nach Fig. 6 gesponnene Faser ist im Querschnitt in Fig. 7 gezeigt. Die Faser 102 besteht aus einem Mantel 104, der aus zwei halbkreisförmigen Bögen 106 und 108 zusammengesetzt ist, die aus verschiedenen Materia­lien bestehen können. In den untereinander verbundenen Ringhälften 106 und 108 ist ein Kern 110 eingeschlossen. Das Material des Ringbogens 106 wird über den Führungskanal 86, die Nut als Zufuhrkanal 94 und den Ringkanal 92 und das Material für den Ringbogen 108 der Faser 102 über den Führungskanal 90, die Nut als Zufuhrkanal 96 und den Ring­kanal 92 in die Düsenplatte 12 zugeführt, um aus den Düsenkapillaren 18 unter Einschluss des durch den Führungskanal 88, den Zufuhrkanal 100 und den Zentralkanal 98 zugeführten Materials für den Kern 110 aus den Düsenkapillaren 18 auszutreten.
  • Fig. 8 zeigt eine Vorrichtung 120 zum Spinnen von Kern-Mantel-Fasern aus drei verschiedenen faserbildenden Materialien, bestehend aus einer Düsenplatte 12, in welcher Vorkanäle 20 und Düsenkapillare 18 ausgebildet sind, aus einer Verteilerplatte 124 und einer Vorplatte 122. Die Verteilerplatte 124 entspricht der von Fig. 6 und es sind zwei Führungskanäle 126 und 128 für die Führung des Materials für den Kern und ein Führungskanal 130 für das Material für den Mantel einer Kern-Mantel-Faser ausgebildet. In der Vorplatte 122 ist ein Ringkanal 132 ausgebildet, der über eine Nut als Zufuhrkanal 134 mit dem Führungskanal 130 in der Verteilerplatte 124 in Verbindung steht. Konzentrisch zu dem Ringkanal 132 ist ein Zentralkanal 136 ausgebildet, der über schräg verlaufende Zufuhrkanäle 138 und 140 mit den Führungskanälen 126 und 128 in der Verteilerplatte 124 in Verbindung steht.
  • Die mit der Vorrichtung 120 gesponnene Faser 142 ist im Querschnitt in Fig. 9 gezeigt. Die Faser 142 besteht aus einem im Querschnitt kreisförmigen Mantel 144, in welchem ein aus zwei im Querschnitt halbkreisförmigen Hälften 146 und 148 zusammengesetzter Kern aufgenommen ist. Das Material der Kernhälften 146 und 148 hat unterschied­liche Eigenschaften, d.h. es können verschiedene Kernpolymere mit dem Material des Mantels versponnen sein.
  • Fig. 10 zeigt einen Ausschnitt einer Vorplatte 150, in welcher ein Ringkanal 152 und ein etwa konzentrisch dazu angeordneter Zentralkanal 154 ausgebildet sind. Der Ring­kanal 152 steht mit der Fläche der Vorplatte 150, die in eingebautem Zustand an einer Verteilerplatte anliegt, über eine Nut als Zufuhrkanal 156 in Verbindung. Zu dem etwa konzentrischen Zentralkanal 154 ist ein Zufuhrkanal 158 ausgebildet. Die Herstellung des Ringkanals 152 erfolgt über ein rotierendes Werkzeug 160, so dass ein Ringkanal mit konstanter Breite hergestellt werden kann. Das rotierende Werkzeug kann spanabhebend oder eine Erosionselektrode sein.
  • Die Fig. 11 bis 14 zeigen Ansichten der Unterseiten verschiedener Vorplatten. Fig. 11 zeigt eine Vorplatte 170 analog Fig. 6 mit einem Ringkanal 172, zu dem ausgehend von der Fläche, die im eingebauten Zustand der Vorplatte an der Verteilerplatte anliegt die Nuten der Zufuhrkanäle 174 und 176 sowie der Zentralkanal 178 und sein Zufuhrkanal 180 sichtbar sind.
  • Fig. 12 zeigt die Unterseite einer Vorplatte 190 (aus Fig. 2) mit einem Ringkanal 192, der über im Querschnitt kreisförmige Zufuhrkanäle 194 und 196 mit Führungskanälen einer Verteilerplatte in Verbindung steht. Etwa konzentrisch zu dem Ringkanal 192 ist ein Zentralkanal 198 für das Kernmaterial angeordnet, der durch die Vorplatte 190 geführt ist.
  • Fig. 13 zeigt die Unterseite einer Vorplatte 200 (analog Fig. 1), in welcher zu einem Ringkanal 202 eine Nut als Zufuhrkanal 204 geführt ist, durch die das Mantelmaterial von der Verteilerplatte in den Ringkanal 202 geführt wird. Konzentrisch zu dem Ringkanal 202 ist ein Zentralkanal 206 für das Kernmaterial ausgebildet, der über einen im Querschnitt kreisförmigen Zufuhrkanal 208 mit einem Führungskanal in der Verteilerplatte in Verbindung steht.
  • Fig. 14 zeigt die Unterseite einer Vorplatte 210 (analog Fig. 8) mit einem Ringkanal 212, der über eine Nut als Zufuhrkanal 214 mit einem oder zwei getrennten Führungskanä­len in einer Verteilerplatte zur Zuführung des Materials für den Mantel in Verbindung steht. Etwa konzentrisch zu dem Ringkanal 212 ist ein Zentralkanal 216 ausgebildet, der über zwei Zufuhrkanäle 218, 220 mit entsprechenden Führungs­kanälen in einer Verteilerplatte in Verbindung steht, um Materialien für den Kern einer Faser zuzuführen. Die Vorplatten sind über Passbolzen an den Verteiler­platten und den Spinndüsenplatten fixiert. Weder die Vorplatte noch die Verteiler- und Spinndüsenplatten weisen irgendwelche Verzahnungen auf, so dass die Herstellung und die Anordnung der Platten einfach und wirtschaftlich erfolgen kann.

Claims (14)

1. Vorrichtung zum Spinnen von Kern-Mantelfasern aus verschiedenen faserbildenden Materialien, mit einer Spinndüsenplatte (12) mit Düsenkapillaren (18) und gegenüber diesen erweiterten Vorkanälen (20), einer Verteilerplatte (14) mit einer Anzahl von Führungs­kanälen (24, 26), die der Anzahl der verschiedenen Materialien entspricht, wobei die Führungskanäle (24, 26) zu Jedem Vorkanal (20) der spinndüsenplatte (12) getrennt voneinander geführtsind, einer zwischen der Verteilerplatte (14) und der Spinndüsenplatte (12) angeordneten Vorplatte (16), in der für jeden Vorkanal (20) ein Zentralkanal (32) für Kernmaterial und ein diesen umgebender Ringkanal (28) für Mantelmaterial bis zum Übergang der Vorplatte (16) getrennt voneinander ausgebildet sind, und mindestens jeweils einem Zufuhrkanal (30, 34) in der Vorplatte (16) für jeden der Kanäle (28, 32) für Mantel- bzw. Kernmaterialien, wobei der Aussendurchmesser der Ringkanäle (28) wenigstens am Übergang zur Spinndüsenplatte (12) kleiner als der Innendurchmesser der Eintrittsöffnungen der zugeordneten erweiterten Vorkanäle (20) in der Düsenplatte (12) ist.
2. Vorrichtung nach Ansprüche 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringkanäle (28) über ihren Umfang konstante Breite aufweisen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­zeichnet, dass die Vorkanäle (20) in der Düsenplatte (12) konisch erweiterte Eintrittsöffnungen (22) auf­weisen.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, bei welcher der Führungskanal (24), für Mantelmaterial über wenig­stens zwei Zufuhrkanäle (42) in der Vorplatte (40) mit deren Ringkanal (44) verbunden ist.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, bei welcher sich der Zentralkanal (66) durch die gesamte Vorplatte (60) hindurch erstreckt und zu beiden Führungskanälen (24, 26) hin offen ist.
6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, bei welcher die Verteilerplatte (82) mit drei Führungskanälen (86, 88, 90) für drei verschiedene Materialien vorgesehen ist, die Jeweils mit einem von drei Zufuhrkanälen (94, 96, 100) in der Vorplatte (84) verbunden sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei welcher der der Ring­kanal (92) mit zwei Zufuhrkanälen (94, 96) in der Vorplatte (84) mit zwei Führungskanälen (86, 90) in der Verteilerplatte (82) verbunden ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei welcher der Zentral­kanal (136; 216) mit zwei Zufuhrkanälen (138, 140; 218, 220) in der Verteilerplatte (124) verbunden ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der Vorplatte (16) Kanäle (28, 32) für mindestens zehn Düsenkapillaren (18) pro cm² Düsenfläche ausgebildet sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorplatte (16) eine durch Passbolzen fixierte, dünne, beidseits ebene Platte ohne Verzahnung, ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Spinndüsenplatte (12) mit Düsenkapillaren (18) versehen ist, die für das Spinnen von unrunden und/oder mit einem Hohlraum versehenen Fasern ausgelegt sind.
12. Verfahren zum Herstellen von Kern-Mantel-Fasern aus mindestens 2 verschiedenen faserbildenden Materialien mit unterschiedlicher oder gleicher Viskosität unter Verwendung der Vorrichtung gemäss einem der voranstehenden Ansprüche.
13. Vorrichtung zum Spinnen von Kern-Mantel-Fasern aus min­destens zwei unterschiedlichen geschmolzenen oder gelö­sten Polymeren mit gleicher oder unterschiedlicher Viskosität, bestehend aus einer Spinndüsenplatte (12), mit einer vorzugsweise grossen Anzahl von Düsenkapilla­ren (18) und gegenüber diesen erweiterten Vorkanälen (20, 22), einer Verteilplatte (14) mit einer Anzahl von Führungskanälen (24, 26) zum getrennten Heranleiten der entsprechenden Anzahl in Kombination zu verspinnender Stoffe, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Verteiler­platte (14) und Düsenplatte (12) eine Vorplatte (16) angeordnet ist, die je Vorkanal (20, 22) einen Ring­kanal (28) enthält, welcher seinerseits einen Zentral­kanal (32) umschliesst, dass die Breite des Ringkanales (28) auf dessen ganzem Umfang konstant ist, dass der Aussendurchmesser des Ringkanales (28) kleiner ist als derjenige der korrespondierenden Eintrittsöffnung (22) in den Vorkanal (20), dass jeder Ringkanal (28) durch mindestens einen Zufuhrkanal (30) mit dem darüberliegen­den Führungskanal(24) verbunden ist, der den mantelbildenden Stoff heranleitet, dass jeder Zentralkanal (32) durch mindestens einen Zufuhrkanal (34) mit dem darüberliegenden Führungskanal (26) verbunden ist, der den kernbildenden Stoff heranleitet.
14. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, bestehend aus einer Düsenplatte (12) und einer Ver­teilerplatte (14), zum Spinnen von Mehrkomponenten­fasern des Seite-Seite-Typs, dadurch gekennzeichnet, dass diese durch Zwischenlegen einer Vorplatte (16) zwischen Düsenplatte (12) und Verteilerplatte (14), zu einer Spinnvorrichtung für Kern-Mantel-Fasern umgerü­stet wurde.
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